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Ajuster une demi-équation rédox

Pour ajuster une demi-équation électronique, on équilibre tous les éléments chimiques en modifiant les coefficients stoechiométriques et en ajoutant des molécules d'eau \(\displaystyle{\ce{H2O}}\), des ions hydrogène \(\displaystyle{\ce{H+}}\) et des électrons \(\displaystyle{\ce{e-}}\).

Écrire la demi-équation électronique associée au couple ion dichromate / ion chrome : \(\displaystyle{\ce{Cr_2O^{2-}_{7(aq)}}}\) / \(\displaystyle{\ce{Cr^{3+}_{(aq)}}}\).

Etape 1

Écrire de part et d'autre d'un signe égal les formules de l'oxydant et du réducteur

On écrit de part et d'autre d'un signe égal les formules de l'oxydant et du réducteur du couple considéré.

Hors contexte, la demi-équation électronique peut être écrite au choix dans les deux sens :

  • Oxydant = Réducteur
  • Réducteur = Oxydant

Mais lorsque l'on sait dans quel sens la transformation a lieu, il est plus cohérent de l'écrire dans le sens :

Réactif = Produit

On a :

\(\displaystyle{\ce{Cr_2O^{2-}_{7(aq)}} = \ce{Cr^{3+}_{(aq)}}}\)

Etape 2

Équilibrer les hétéroatomes

On équilibre les hétéroatomes, c'est-à-dire les atomes différents de l'oxygène \(\displaystyle{O}\) et de l'hydrogène \(\displaystyle{H}\) en ajustant les coefficients stoechiométriques des espèces chimiques.

Ici, le chrome \(\displaystyle{Cr}\) est un hétéroatome. On commence donc par l'équilibrer :

\(\displaystyle{\ce{Cr_2O^{2-}_{7(aq)}} = 2 \ce{Cr^{3+}_{(aq)}}}\)

Etape 3

Équilibrer l'oxygène

On équilibre les atomes d'oxygène \(\displaystyle{O}\) en ajoutant des molécules d'eau \(\displaystyle{\ce{H2O}}\).

Du coté du réducteur, il manque 7 atomes d'oxygène, on ajoute donc 7 molécules d'eau :

\(\displaystyle{\ce{Cr_2O^{2-}_{7(aq)}} = 2 \ce{Cr^{3+}_{(aq)}} + 7 \ce{H2O}}\)

Etape 4

Équilibrer l'hydrogène

On équilibre les atomes d'hydrogène \(\displaystyle{H}\) en ajoutant des ions hydrogène \(\displaystyle{\ce{H+}}\).

Du coté de l'oxydant, il manque désormais 14 atomes d'hydrogène, on ajoute donc 14 ions hydrogène :

\(\displaystyle{\ce{Cr_2O^{2-}_{7(aq)}} + 14 \ce{H+} = 2 \ce{Cr^{3+}_{(aq)}} + 7 \ce{H2O}}\)

Etape 5

Équilibrer la charge électrique

On équilibre la charge électrique en ajoutant des électrons \(\displaystyle{\ce{e-}}\).

Du coté de l'oxydant, la charge électrique est :

\(\displaystyle{\left(2-\right) + \left(14+\right) = 12+}\)

Alors que du coté du réducteur elle est de :

\(\displaystyle{2 \times \left(3+\right) = 6+}\)

La charge électrique d'un électron étant \(\displaystyle{\left(1-\right)}\), on en ajoute 6 du coté de l'oxydant pour équilibrer la charge électrique.

On obtient alors :

\(\displaystyle{\ce{Cr_2O^{2-}_{7(aq)}} + 14 \ce{H+} + 6 \ce{e-}= 2 \ce{Cr^{3+}_{(aq)}} + 7 \ce{H2O}}\)

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